火蜥蜴和青蛙用秘密超能力點亮世界

一項新的研究表明,測試的每種兩棲動物都具有在藍色或紫外線光下發出熒光的能力

高山鬣螈 (Ichthyosaura alpestris) 在藍光下呈現霓虹綠色。

詹妮弗·Y·蘭姆和馬修·P·戴維斯

火蜥蜴通常過著安靜、經常是夜間的生活方式,乍一看可能顯得平平無奇。但在另一種光線下觀察,它們會發出耀眼的光芒。

一項新的研究發現,事實證明,火蜥蜴和許多其他兩棲動物都具有重新發出它們吸收的光的能力,這種現象被稱為生物熒光。這項研究表明,這種特性在這些動物中比任何人想象的都要普遍。“即使在那些沒有明亮、大膽圖案的群體中——在那些原本顏色暗淡或呈雜色棕色的動物中——你仍然會在某種程度上獲得熒光,”聖克勞德州立大學的生物學家詹妮弗·Y·蘭姆說,她是週四發表在《科學報告》上的這項研究的合著者。

生物熒光發生在蛋白質或其他細胞成分吸收一種波長的光,然後以更長的波長重新發射出來時。研究合著者、同樣是聖克勞德州立大學生物學家的馬修·P·戴維斯說,生物學家早就知道水母等海洋生物具有這種能力。在過去的五年裡,他和其它科學家發現,許多硬骨魚也能產生這種超凡脫俗的光芒。


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然而,對於陸生動物的生物熒光研究尚不充分。2017 年發表在《美國國家科學院院刊》上的一篇論文確實在一種圓點南美樹蛙中發現了生物熒光。2018 年發表在 Herpetological Review. 上的一份報告也提到東部紅背火蜥蜴 (Plethodon cinereus) 具有熒光。鑑於迄今為止的研究有限,蘭姆和戴維斯希望更仔細地研究兩棲動物在這方面的能力。

像這隻克蘭韋氏角蛙 (Ceratophrys cranwelli) 這樣的兩棲動物的綠色生物熒光可能有助於生物學家在野外黑暗條件下發現物種。圖片來源:詹妮弗·Y·蘭姆和馬修·P·戴維斯

這兩位科學家採取了更全面的方法來尋找發熒光的物種,研究了來自野外、寵物店和芝加哥謝德水族館的標本。他們測試了來自 8 個火蜥蜴科、5 個青蛙科和 1 個蚓螈科的 32 種兩棲動物。這些動物暴露在藍色和紫外線光下,並觀察是否有任何可能突然出現的明亮圖案。“你永遠不知道你可能會得到什麼,”戴維斯說。結果表明,每個物種都發出生物熒光。

有時熒光非常引人注目,例如在東部虎紋鈍口螈 (Ambystoma tigrinum) 中。在白光下,其帶有黃色斑點的黑色身體已經足夠引人注目。當發出熒光時,斑點會爆發出一種超凡脫俗的綠色。中國火腹蠑螈 (Cynops orientalis) 的腹部具有生動的生物熒光圖案,名副其實。而 Typhlonectes natans一種普通的棕色蚓螈,看起來有點像類固醇類固醇上的蚯蚓,呈現出綠黃色的光芒。這種熒光在各個科中的存在表明,它是兩棲動物早期進化史中的一種特徵,研究人員說。

他們還發現,一些兩棲動物幼蟲會發出熒光,一些物種的粘液狀分泌物和尿液也會發出熒光。即使是大理石紋鈍口螈或 Ambystoma opacum 的腳趾的細小骨骼也會發光(戴維斯說,這種效果可能是骨骼中礦物質的結果)。蘭姆說,皮膚或分泌物中的蛋白質可能可以解釋其他一些熒光現象。

蘭姆說,兩棲動物有可能在某些自然條件下發出熒光——尤其是在黎明和黃昏時,當時環境光主要為藍色。也許並非巧合的是,黎明和黃昏是許多兩棲動物物種最活躍的時候,儘管該團隊尚不確切知道這些動物如何利用它們的光芒。馬里蘭大學的生物學家凱倫·利普斯說,這可能有助於它們交流或尋找配偶,她專門研究兩棲動物,但沒有參與這項新的研究。“我認為這說明的是,‘哇,有很多我們沒有注意到的事情正在發生,’”她補充道。

從這個意義上說,生物熒光可能是野生動物生物學家的福音。蘭姆指出,植被在藍色或紫外線光下往往會發出紅色熒光,而大多數兩棲動物則發出綠色熒光。“可能我們可以使用夜間調查中的熒光來嘗試檢測其中一些個體,因為它們正處於活躍狀態並過著正常的日常生活,”她說。如果是這樣,兩棲動物的秘密生活可能會以鮮豔的色彩展現出來。

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